淡水小龍蝦頭中甲殼素的EDTA法提取工藝研究

竇勇+胡佩紅+王芳

摘要：以淡水小龍蝦頭為原料，采用EDTA法提取甲殼素，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)篩選最佳工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果表明：以13%的EDTA溶液作提取溶劑，在反應(yīng)溫度30 ℃、pH 12、投料比1∶15、反應(yīng)25 min的條件下，提取效果最佳，提取率達(dá)24.05%，反應(yīng)前后的脫鈣和脫蛋白率分別為100.0%和98.6%。

關(guān)鍵詞：甲殼素；EDTA；小龍蝦頭殼；提取率

中圖分類號：TS264.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）03-0059-04

小龍蝦蝦頭是一種寶貴的生物資源，其甲殼素含量十分豐富。目前，國內(nèi)主要采用傳統(tǒng)酸堿法提取蝦殼中的甲殼素，不僅消耗較多的酸、堿，且容易破壞甲殼素的分子結(jié)構(gòu)，脫蛋白質(zhì)時(shí)往往還需加熱，廢棄物對環(huán)境的污染較嚴(yán)重。采用EDTA代替強(qiáng)酸強(qiáng)堿提取小龍蝦頭中的甲殼素，大大減少強(qiáng)堿用量，且EDTA可回收循環(huán)使用，能夠有效減輕環(huán)境污染、降低生產(chǎn)成本、提高廢棄物利用價(jià)值，具有很好的應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

EDTA二鈉鹽（分析純）；小龍蝦購于淮安市城南農(nóng)貿(mào)市場。

PHS-3C酸度計(jì)：上海佑科儀器公司；JYL-305粉碎機(jī)：山東九陽小家電有限公司；UFE400烘箱：上海人和科學(xué)儀器有限公司；HHS-11-1恒溫水浴鍋：常州澳華儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 樣品預(yù)處理→EDTA脫鈣脫蛋白→過濾→烘干→雙氧水脫色→水洗→烘干。

1.2.2 樣品預(yù)處理 將龍蝦頭殼洗凈，置于50 ℃烘箱中烘干，粉碎后過40目篩，置于干燥器中，備用。

1.2.3 甲殼素提取與脫色 稱取10 g蝦殼粉末樣品，置于燒杯中，加13%的EDTA溶液（pH 12）150 mL，在30 ℃恒溫水浴中攪拌反應(yīng)25 min，待樣品中的鈣和蛋白質(zhì)全部溶于濾液后，過濾并洗滌濾渣，留取濾渣，待用。將濾渣在50 ℃烘干，加10%的過氧化氫溶液，在80 ℃水浴中浸泡脫色2 h，洗凈烘干，殘留的白色粉狀物即為甲殼素。甲殼素提取率的計(jì)算公式為：

甲殼素提取率%=甲殼素質(zhì)量/蝦殼洗凈烘干粉碎后質(zhì)量×100%。

1.2.4 提取前后樣品中鈣的含量測定 提取前后鈣含量測定參考GB/T 6436-2002進(jìn)行。脫鈣率的計(jì)算公式為：

脫鈣率%=提取后樣品含鈣量/提取前樣品含鈣量×100%。

1.2.5 提取前后樣品中蛋白質(zhì)的含量測定 提取前后蛋白質(zhì)含量測定參考GB/T 5009.5-2010進(jìn)行。脫蛋白質(zhì)率的計(jì)算公式為：

脫蛋白率%=提取后樣品含蛋白質(zhì)量/提取前樣品含蛋白質(zhì)量×100%。

1.2.6 溫度選擇 稱取10 g樣品5份，分別置于燒杯中，加入13%的EDTA溶液（pH 12）150 mL，分別在20，25，30，35，40 ℃下提取25 min后，測定脫鈣率和脫蛋白質(zhì)率，以選取提取效果最佳的提取溫度。

1.2.7 單因素試驗(yàn) 根據(jù)預(yù)試驗(yàn)及參考文獻(xiàn)確定影響甲殼素提取率的主要因素有：EDTA濃度、時(shí)間、投料比、pH。首先確定其中的3個(gè)因素水平值，然后確定第4個(gè)因素的最佳水平，依次類推，得到4個(gè)因素的單因素分析最佳水平值。單因素試驗(yàn)因素水平按表1進(jìn)行。

1.2.8 正交試驗(yàn) 參考單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，獲得甲殼素最佳提取條件，并考察各因素對甲殼素提取率影響的主次關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取溫度的確定

2.2 EDTA最適濃度的確定

2.3 反應(yīng)時(shí)間的確定

2.4 投料比的確定

2.5 反應(yīng)pH的確定

2.6 正交試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)結(jié)果表明，EDTA法提取甲殼素的最佳溫度為30 ℃，以此為基本條件確定正交試驗(yàn)的因素，從而得到提取甲殼素的最佳條件，即EDTA濃度13%、時(shí)間25 min、投料比1∶15，pH 12。在最佳提取條件下，甲殼素的提取率為24.05%，反應(yīng)前后的脫鈣和脫蛋白率分別為100.0%和98.6%。

摘要：以淡水小龍蝦頭為原料，采用EDTA法提取甲殼素，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)篩選最佳工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果表明：以13%的EDTA溶液作提取溶劑，在反應(yīng)溫度30 ℃、pH 12、投料比1∶15、反應(yīng)25 min的條件下，提取效果最佳，提取率達(dá)24.05%，反應(yīng)前后的脫鈣和脫蛋白率分別為100.0%和98.6%。

關(guān)鍵詞：甲殼素；EDTA；小龍蝦頭殼；提取率

中圖分類號：TS264.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）03-0059-04

小龍蝦蝦頭是一種寶貴的生物資源，其甲殼素含量十分豐富。目前，國內(nèi)主要采用傳統(tǒng)酸堿法提取蝦殼中的甲殼素，不僅消耗較多的酸、堿，且容易破壞甲殼素的分子結(jié)構(gòu)，脫蛋白質(zhì)時(shí)往往還需加熱，廢棄物對環(huán)境的污染較嚴(yán)重。采用EDTA代替強(qiáng)酸強(qiáng)堿提取小龍蝦頭中的甲殼素，大大減少強(qiáng)堿用量，且EDTA可回收循環(huán)使用，能夠有效減輕環(huán)境污染、降低生產(chǎn)成本、提高廢棄物利用價(jià)值，具有很好的應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

EDTA二鈉鹽（分析純）；小龍蝦購于淮安市城南農(nóng)貿(mào)市場。

PHS-3C酸度計(jì)：上海佑科儀器公司；JYL-305粉碎機(jī)：山東九陽小家電有限公司；UFE400烘箱：上海人和科學(xué)儀器有限公司；HHS-11-1恒溫水浴鍋：常州澳華儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 樣品預(yù)處理→EDTA脫鈣脫蛋白→過濾→烘干→雙氧水脫色→水洗→烘干。

1.2.2 樣品預(yù)處理 將龍蝦頭殼洗凈，置于50 ℃烘箱中烘干，粉碎后過40目篩，置于干燥器中，備用。

1.2.3 甲殼素提取與脫色 稱取10 g蝦殼粉末樣品，置于燒杯中，加13%的EDTA溶液（pH 12）150 mL，在30 ℃恒溫水浴中攪拌反應(yīng)25 min，待樣品中的鈣和蛋白質(zhì)全部溶于濾液后，過濾并洗滌濾渣，留取濾渣，待用。將濾渣在50 ℃烘干，加10%的過氧化氫溶液，在80 ℃水浴中浸泡脫色2 h，洗凈烘干，殘留的白色粉狀物即為甲殼素。甲殼素提取率的計(jì)算公式為：

甲殼素提取率%=甲殼素質(zhì)量/蝦殼洗凈烘干粉碎后質(zhì)量×100%。

1.2.4 提取前后樣品中鈣的含量測定 提取前后鈣含量測定參考GB/T 6436-2002進(jìn)行。脫鈣率的計(jì)算公式為：

脫鈣率%=提取后樣品含鈣量/提取前樣品含鈣量×100%。

1.2.5 提取前后樣品中蛋白質(zhì)的含量測定 提取前后蛋白質(zhì)含量測定參考GB/T 5009.5-2010進(jìn)行。脫蛋白質(zhì)率的計(jì)算公式為：

脫蛋白率%=提取后樣品含蛋白質(zhì)量/提取前樣品含蛋白質(zhì)量×100%。

1.2.6 溫度選擇 稱取10 g樣品5份，分別置于燒杯中，加入13%的EDTA溶液（pH 12）150 mL，分別在20，25，30，35，40 ℃下提取25 min后，測定脫鈣率和脫蛋白質(zhì)率，以選取提取效果最佳的提取溫度。

1.2.7 單因素試驗(yàn) 根據(jù)預(yù)試驗(yàn)及參考文獻(xiàn)確定影響甲殼素提取率的主要因素有：EDTA濃度、時(shí)間、投料比、pH。首先確定其中的3個(gè)因素水平值，然后確定第4個(gè)因素的最佳水平，依次類推，得到4個(gè)因素的單因素分析最佳水平值。單因素試驗(yàn)因素水平按表1進(jìn)行。

1.2.8 正交試驗(yàn) 參考單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，獲得甲殼素最佳提取條件，并考察各因素對甲殼素提取率影響的主次關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取溫度的確定

2.2 EDTA最適濃度的確定

2.3 反應(yīng)時(shí)間的確定

2.4 投料比的確定

2.5 反應(yīng)pH的確定

2.6 正交試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)結(jié)果表明，EDTA法提取甲殼素的最佳溫度為30 ℃，以此為基本條件確定正交試驗(yàn)的因素，從而得到提取甲殼素的最佳條件，即EDTA濃度13%、時(shí)間25 min、投料比1∶15，pH 12。在最佳提取條件下，甲殼素的提取率為24.05%，反應(yīng)前后的脫鈣和脫蛋白率分別為100.0%和98.6%。

摘要：以淡水小龍蝦頭為原料，采用EDTA法提取甲殼素，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)篩選最佳工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果表明：以13%的EDTA溶液作提取溶劑，在反應(yīng)溫度30 ℃、pH 12、投料比1∶15、反應(yīng)25 min的條件下，提取效果最佳，提取率達(dá)24.05%，反應(yīng)前后的脫鈣和脫蛋白率分別為100.0%和98.6%。

關(guān)鍵詞：甲殼素；EDTA；小龍蝦頭殼；提取率

中圖分類號：TS264.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）03-0059-04

小龍蝦蝦頭是一種寶貴的生物資源，其甲殼素含量十分豐富。目前，國內(nèi)主要采用傳統(tǒng)酸堿法提取蝦殼中的甲殼素，不僅消耗較多的酸、堿，且容易破壞甲殼素的分子結(jié)構(gòu)，脫蛋白質(zhì)時(shí)往往還需加熱，廢棄物對環(huán)境的污染較嚴(yán)重。采用EDTA代替強(qiáng)酸強(qiáng)堿提取小龍蝦頭中的甲殼素，大大減少強(qiáng)堿用量，且EDTA可回收循環(huán)使用，能夠有效減輕環(huán)境污染、降低生產(chǎn)成本、提高廢棄物利用價(jià)值，具有很好的應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

EDTA二鈉鹽（分析純）；小龍蝦購于淮安市城南農(nóng)貿(mào)市場。

PHS-3C酸度計(jì)：上海佑科儀器公司；JYL-305粉碎機(jī)：山東九陽小家電有限公司；UFE400烘箱：上海人和科學(xué)儀器有限公司；HHS-11-1恒溫水浴鍋：常州澳華儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 樣品預(yù)處理→EDTA脫鈣脫蛋白→過濾→烘干→雙氧水脫色→水洗→烘干。

1.2.2 樣品預(yù)處理 將龍蝦頭殼洗凈，置于50 ℃烘箱中烘干，粉碎后過40目篩，置于干燥器中，備用。

1.2.3 甲殼素提取與脫色 稱取10 g蝦殼粉末樣品，置于燒杯中，加13%的EDTA溶液（pH 12）150 mL，在30 ℃恒溫水浴中攪拌反應(yīng)25 min，待樣品中的鈣和蛋白質(zhì)全部溶于濾液后，過濾并洗滌濾渣，留取濾渣，待用。將濾渣在50 ℃烘干，加10%的過氧化氫溶液，在80 ℃水浴中浸泡脫色2 h，洗凈烘干，殘留的白色粉狀物即為甲殼素。甲殼素提取率的計(jì)算公式為：

甲殼素提取率%=甲殼素質(zhì)量/蝦殼洗凈烘干粉碎后質(zhì)量×100%。

1.2.4 提取前后樣品中鈣的含量測定 提取前后鈣含量測定參考GB/T 6436-2002進(jìn)行。脫鈣率的計(jì)算公式為：

脫鈣率%=提取后樣品含鈣量/提取前樣品含鈣量×100%。

1.2.5 提取前后樣品中蛋白質(zhì)的含量測定 提取前后蛋白質(zhì)含量測定參考GB/T 5009.5-2010進(jìn)行。脫蛋白質(zhì)率的計(jì)算公式為：

脫蛋白率%=提取后樣品含蛋白質(zhì)量/提取前樣品含蛋白質(zhì)量×100%。

1.2.6 溫度選擇 稱取10 g樣品5份，分別置于燒杯中，加入13%的EDTA溶液（pH 12）150 mL，分別在20，25，30，35，40 ℃下提取25 min后，測定脫鈣率和脫蛋白質(zhì)率，以選取提取效果最佳的提取溫度。

1.2.7 單因素試驗(yàn) 根據(jù)預(yù)試驗(yàn)及參考文獻(xiàn)確定影響甲殼素提取率的主要因素有：EDTA濃度、時(shí)間、投料比、pH。首先確定其中的3個(gè)因素水平值，然后確定第4個(gè)因素的最佳水平，依次類推，得到4個(gè)因素的單因素分析最佳水平值。單因素試驗(yàn)因素水平按表1進(jìn)行。

1.2.8 正交試驗(yàn) 參考單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，獲得甲殼素最佳提取條件，并考察各因素對甲殼素提取率影響的主次關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取溫度的確定

2.2 EDTA最適濃度的確定

2.3 反應(yīng)時(shí)間的確定

2.4 投料比的確定

2.5 反應(yīng)pH的確定

2.6 正交試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)結(jié)果表明，EDTA法提取甲殼素的最佳溫度為30 ℃，以此為基本條件確定正交試驗(yàn)的因素，從而得到提取甲殼素的最佳條件，即EDTA濃度13%、時(shí)間25 min、投料比1∶15，pH 12。在最佳提取條件下，甲殼素的提取率為24.05%，反應(yīng)前后的脫鈣和脫蛋白率分別為100.0%和98.6%。